淺析高速公路軟土路基施工

摘 要：近年來，高速公路的建設在我國發展迅猛，國家不斷加大對交通設施的投入力度，但施工質量與技術卻與當代對高速公路的質量要求背道而馳，許多高速公路竣工投入使用后路面不平整的例子屢見不鮮。其中最大的影響因素就是軟土路基的塌陷、沉降。文章就高速公路軟土路基施工進行探討。

關鍵詞：高速公路；軟土路基；施工

1 軟土路基的特點分析

軟土在工程上又稱淤泥及淤泥質土壤，軟粘性土，有時也包括泥炭質土及泥炭，但大多以前三種為主。常成絮狀結構，天然含水量大于液限，可達百分之150～百分之200。孔隙比一般在1～2之間，特殊地區可達到5，比較容易壓縮，壓縮變形比較大。強度也不高，粘聚力很小，標準貫入擊數小于5。軟土在我國濱海平原，內陸平原，河口三角洲湖盆地周圍，山澗谷地有廣泛的分布，其厚度由數米到數十米不等。

在工程上，軟土的特性主要體現在，天然含水量高，孔隙比大，透水性差，壓縮性高，抗剪強度低，靈敏度高，流變性顯著。所以在軟土路基設計和施工過程中，必須嚴格通過詳細的研究，全面掌握當地軟土的特性，及土層厚度特征。特別是其強度變化規律。隨即采取合理有效的施工措施，尋找有軟土施工經驗且正規有實力的施工單位進行施工，誠信的監理單位進行全程無死角的監督，這樣才能保證軟土路基在施工過程中的穩定，并保證高速公路的工后沉降問題。

2 軟土路基可能會導致的施工事故

路基是高速公路的根本所在，當路基的抗剪強度不足以支撐上部結構的自重或者外荷載增加時，地基礎會出現局部的甚至整體的剪切性破壞，在地基和不均勻沉降的影響下，結構物無法正常使用。有些達到結構物不能允許的沉降時，結構可能會發生開裂，斷面，甚至坍塌事故，在使用過程中，若發生事故，后果不堪設想。

例如：2006年3月26日山西太舊（太原到舊關）高速公路太原到陽泉段壽陽縣境內發生路基沉陷，到28日沉陷路段有一百多米長，沉陷幅度最大的路段沉陷達8米。事故發生后較長時間，路基還在緩慢下沉。為我們日后高速公路的發展和建設敲響了警鐘。

3 軟土地基的施工方法

高壓注漿法，用頂端有特殊裝置的注漿管，通過鉆孔機器送至預定的設計深度，然后高壓。在噴漿的同時以一定速度旋轉提高，使其形成水泥土圓柱體，以此提高地基承載力，減小沉降，防止沙土液化。

排擠密實法，利用排擠和震動等物理方法使深層土密實，并在振動或擠密的同時，回填部分砂，礫石，石灰，形成砂樁，與樁間土一起組成有關聯，相互扶持的基礎形式。以此來提高地基的承載能力，減小沉降，消除或部分消除土的液化性。

機械碾壓法，也是施工中最為常用的一種施工方法。指挖除淺層土或者軟弱的土壤，分層碾壓夯實，按照回填的材料的種類，加以分多層，可提高地基的承載力，減小沉降量。

高速公路施工多采用機械碾壓法，在軟基上修筑高速公路，通過填土堆預壓，使地基土壓實，沉降，固結，達到提高地基強度的目的。預壓填土的方法多用“薄層輪加法”，盡量保證分層填筑及夯實的速率。用自御車將土運到施工現場，由中心向兩側，每層厚度不應超過30cm。整平后用震動壓路機碾壓到規定的密實度，路基每層設百分之2到百分之4的路拱橫坡度，同時擺正砂墊層的排水通暢。完成后進入預壓期，預壓期一般不小于6個月，在這段時間內要保持砂墊層與路基礎邊溝連通，以保證地下水順利排出，加快淤泥的結固速度。在沉降20cm時，要及時填土。預壓期內，每七天進行一次系統觀測，特殊環境特殊地理位置時，應每天進行觀測，直到預壓期結束，做到準確無誤的掌握預壓期內的數據，及時發現問題，及時解決問題，從而保證道路施工過程中的安全。特別注意，在預壓期內，不可在工作面上再施加其他工程，只允許添加由于沉降而引起的附加填土。

沉降的觀測和處理也是施工過程中的一個重要環節，在修筑過程中，每一個環節都要進行系統的觀測，若沉降位移超過標準值，要及時停工，討論并采取補救措施，待達到標準值時，再開始下一步工程施工。當即將達到土層最高點的時候，應該加強監督和檢查次數，嚴格控制填土的頻率和周期，以免由于加荷載太快，承載力不足，造成地基破壞。規范規定：路堤中心線地面沉降的速度每24小時不超過10mm，坡腳水平位移的速度每24小時不超過5mm。如果超過上述規定的范圍，就要及時停止施工或采取補救措施，以保證路基安全。部分道路若出現縱向裂縫，針對實際情況，應對這部分進行停工，或者段落卸載，同時在路基邊坡側面修筑反壓護道，處理之后，每天進行觀測。

4 水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁可分為漿液噴射法施工和粉體噴射法施工，水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，利用固化劑和軟土的一系列物理化學反應，使軟土硬化，凝固成堅硬的整體、含水性得以穩定和強度的到一定的提高的可使用優質地基。這部分土體與樁間土共同承擔自重和上部分的結構荷載，聯合起來提高了地基的承載能力，減少沉降變形。水泥土攪拌樁的制作工藝較復雜，首先找準位置，對中心點，機器調平，然后預繳下沉，下沉速度可人工控制，下沉到預定深度后，開始置備水泥漿，并注入集料斗中。噴漿攪拌提升一段距離，就將料斗中的水泥漿按一定速度注入其中，邊噴漿邊旋轉，同時按事先設計好的速率提升。重復這個過程，直到升出地面，然后進行后期清洗，位移等活動。

5 軟土路基常用的加固方法

當路基經穩定的驗算和沉降計算不能滿足設計或使用要求時，必須對軟土地基進行加固。加固方法大體歸為以下幾種：

砂井：利用打樁機具打入鋼管，或者用高壓射水等方法按照一定的匯率排列的孔眼并注入，形成的砂柱。頂面應該鋪設墊層以構成完整的地基排水相關系統，此方法適用于軟土層大于5m時的軟土地基。

袋裝砂井：井經對固結時間的影響沒有井距那么大，但一般太小，施工困難較大，也無法防止因地基變形而斷開失效。所以，現在多采用網狀的織物袋裝砂井，直徑比砂井省料很多，造價也相對低廉，而且不會因為施工操作上的誤差或者地基發生水平或垂直變形而喪失連續性。

排水砂墊層：排水砂墊層是在陸地底部上鋪設一層墊層，起到在軟土頂面增加一個排水面的作用。在填土過程中，荷載逐漸增加，促使軟土地基排出的水可以從砂墊層中排走。為了砂墊層能通暢的起到排水作用，應采用良好的透水性材料，厚度一般在0.6-1.0m。為了保證滲水作用，還應填一層粘性土封住水不讓水返上路基。

土工織物鋪墊：在軟土地基表層鋪設一層或者幾層織物，可以減少地基不均勻的沉降，同時也可以提高四級的承載能力，又不影響排水。對于淤泥之類的高含水量的超軟弱地基，在采用砂井和深層加固法之前，土工織物鋪墊可以作為前期處理，作用尤為明顯。

預壓：在軟土地基上修建高速公路，可先填筑一部分或全部，使地基經過一段時間固結沉降，然后填足和鋪筑路面。

參考文獻

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